申请日2015.12.01
公开(公告)日2016.03.23
IPC分类号C02F9/04; C02F11/04; C02F11/12; F23G7/00
摘要
本发明属于环境工程中的污水处理技术领域，涉及污水混凝吸附沉淀分离—分离物厌氧沼气化再生处理技术，首先使污水资源化，所分离出来的污染物送入厌氧生物反应器，将污染物转化为沼气，再实现污染物的资源化。厌氧所产生的沼气一部分用于厌氧反应器的保温，提高厌氧的处理效率，保证一年四季都可以有效的处理。厌氧处理同时也是絮凝剂吸附剂的再生过程，厌氧生化残渣就可以返回到吸附絮凝沉降过程，二次作为吸附絮凝剂使用。定期将一部分多余的失去吸附能力的厌氧残渣脱水后用部分沼气焚烧处理，彻底无害化后排放。同时该过程也将吸附在残渣上的持久性污染物焚烧处理。
摘要附图
权利要求书
1.污水混凝吸附沉淀分离—分离物厌氧沼气化再生处理技术，其特征在于，其工艺流程是：将生活及各类工业废水收集于污水收集池(1)中，由污水提升泵(2)将污水送至混凝吸附综合反应池(3)进行混凝吸附反应，将水中污染物混凝成絮状物，同时将水溶性污染物吸附到吸附剂上，含有絮凝物和颗粒吸附剂的污水进入到沉降池(4)中，沉降分离后的上清液进入化学沉淀回收氮磷复合肥反应池(5)，在经过沉淀回收池(6)沉淀分离后污水排放或消毒后回用，在沉降池(4)中沉淀分离的含有悬浮物和吸附剂的污泥用污泥泵(7)输送到厌氧反应器(8)中，进行污泥的厌氧沼气化处理，厌氧反应器(8)产生的沼气从反应器顶部排出后，进入脱硫器(9)，脱除硫化氢后，沼气进入沼气锅炉燃烧器(10)燃烧，产生的热水作为厌氧反应器(8)的加热热源循环使用，在厌氧反应器(8)中经过生物降解后的沼渣、含有再生后的吸附剂和降解了有机物的絮凝剂，该混合沼渣脱水后大部分返回到混凝吸附反应池(3)中，再次利用于吸附混凝污染物;经过多次循环使用的剩余混凝吸附剂失去其脱除功能后，则经过脱水机(11)脱水后，用沼气锅炉燃烧器(10)燃烧尾气，在尾气干燥机(13)脱水，脱水后的干泥再进入沼气锅炉燃烧器(10)的第二级固废燃烧段焚烧，彻底无害化，干燥脱水的尾气经过尾气洗涤器(12)除味后排放，洗涤水返回到污水处理系统二次处理。
2.根据权利要求书1所述的污水混凝吸附沉淀分离—分离物厌氧沼气化再生处理技术，其特征在于，所述的厌氧反应器(8)由污泥干燥机13、沼气储存区(15)、固液分离区(16)、循环水出口(17)、内循环泵(18)、循环液进口(19)、循环液分布器(20)、沼渣沉淀区(21)、积渣斗(22)、排渣控制阀门(23)和泥浆泵(24)构成，设备主体(13)由钢质容器构成，内部涂有防腐材料，设备顶部设有沉降分离区(14)，沉降分离区(14)上部为沼气储存区(15)，下部为固液分离区(16)，固液分离区(16)下半部设有内循环水出口(17)，内循环泵(18)的两端分别与内循环水出口(17)和循环液进口(19)相连接，厌氧设备(8)内部设有循环液分布器(20)，厌氧反应器(8)的底部设有沼渣沉淀区(21)和积渣斗(22)，沼渣沉淀区(21)的下部设有排渣控制阀门(23)，积渣斗(22)与泥浆泵(24)相连。
3.根据权利要求书1所述的污水混凝吸附沉淀分离—分离物厌氧沼气化再生处理技术，其特征在于，所述的废水污染物的浓度为50-50000毫克/立升。
4.根据权利要求书1所述的污水混凝吸附沉淀分离—分离物厌氧沼气化同时再生处理技术，其特征在于，所述的絮凝剂为铝盐，铁盐，硅盐、淀粉基、纤维素基、甲克素基、生物絮凝剂、聚丙烯酸系列或聚丙烯酰胺系列。
5.根据权利要求书1所述的污水混凝吸附沉淀分离—分离物厌氧沼气化再生处理技术，其特征在于，所述的吸附剂为活性炭、粉煤灰、硅藻土、沸石、大孔树脂或离子交换树脂。
6.根据权利要求书1所述的污水混凝吸附沉淀分离—分离物厌氧沼气化再生处理技术，其特征在于，所述的混凝吸附反应池(3)可以设计成一级或者多极。
7.根据权利要求书1所述的污水混凝吸附沉淀分离—分离物厌氧沼气化再生处理技术，其特征在于，所述的沉淀池(4)的数量由混凝吸附池(3)的数量来确定，两者为对应关系。
说明书
污水混凝吸附沉淀分离—分离物厌氧沼气化再生处理方法
技术领域
本发明属于环境工程中的污水处理技术领域，涉及污水混凝吸附沉淀分离—分离物厌氧沼气化再生处理方法。
背景技术
目前，经济发展与环境污染的矛盾严重制约了我国及世界经济的发展速度,我们面临水污染严重与水资源短缺两大问题。生物处理技术作为经济有效的环境工程技术已经被广泛使用了100多年,在环境保护中起到了非常重要的作用。但是，占地面积大，运行费用高，仍然是生物处理的致命弱点。人们致力于开发更加高效，更加节能的污水处理技术。最近，零能耗资源化污水处理技术备受人们的关注，并饱受诟病。污水生物处理的核心是污水中污染物的生物降解及无害化，可将其分为两个步骤：一是污染物从水相转移到生物相;二是污染物在生物相中的生物化学转化。在第一个过程中，主要是物理扩散过程，生物相周围的污染物浓度越高，其扩散速度越快，进入生物相的速度也越大，对于中高浓度的污水处理，原水中污染物已经足够高了，扩散转移速度与生物降解速度基本适应，对于低浓度污水处理，需要采用适当的方式浓缩污染物浓度，以便于快速扩散到生物相，进行快速的生物降解。在第二个过程中，一是利用好氧微生物进行污染物的好氧转化，对碳氢污染物来说目标产物是二氧化碳和水，在此过程中虽然污染物转化彻底，但消耗大量分子氧，成为污水处理的最大能量消耗，生化过程产生的热量直接由废水带走，很难回收;二是利用厌氧微生物进行污染物的转化，对碳氢污染物来说目标产物是甲烷和氢气少量二氧化碳和水，关键是不需要提供分子氧，减少了能量消耗，在处理过程中有能量输出，并且污染物浓度越高产能越大，更重要的是厌氧处理由于无供氧能力的限制可以适应非常高的有机物浓度，无论是原始浓度还是浓缩后的浓度。同时，大量研究工作表明，由于厌氧与好氧生化过程不同，两者降解污染物的能力和种类也有很大区别，尽管厌氧生物生长速度慢，污染物转化速度也慢，但其可转化污染物的种类多和对有毒有害污染物的忍受限度高，这样，在足够长的污染物-生物接触时间内，大量污染物都可以被厌氧生物转化。
发明内容
基于上述思路，针对现有污水处理技术中存在的不足，本发明采用混凝吸附材料将污水中的污染物富集分离，分离目标是使污水达到排放及回用标准。首先使污水资源化，所分离出来的污染物送入厌氧生物反应器，将污染物转化为沼气，再实现污染物的资源化。厌氧所产生的沼气一部分用于厌氧反应器的保温，提高厌氧的处理效率，保证一年四季都可以有效的处理。厌氧处理同时也是絮凝剂吸附剂的再生过程，厌氧生化残渣就可以返回到吸附絮凝沉降过程，二次作为吸附絮凝剂使用。定期将一部分多余的失去吸附能力的厌氧残渣脱水后用部分沼气焚烧处理，彻底无害化后排放。同时该过程也将吸附在残渣上的持久性污染物焚烧处理。
本发明的技术方案是：污水混凝吸附沉淀分离—分离物厌氧沼气化再生处理技术，其工艺流程是：将生活及各类工业废水收集于污水收集池中，由污水提升泵将污水送至混凝吸附综合反应池进行混凝吸附反应，将水中污染物混凝成絮状物，同时将水溶性污染物吸附到吸附剂上，含有絮凝物和颗粒吸附剂的污水进入到沉降池中，沉降分离后的上清液进入化学沉淀回收氮磷复合肥反应池，在经过沉淀回收池沉淀分离后污水排放或消毒后回用，在沉降池中沉淀分离的含有悬浮物和吸附剂的污泥用污泥泵输送到厌氧反应器中，进行污泥的厌氧沼气化处理，厌氧反应器产生的沼气从反应器顶部排出后，进入脱硫器，脱除硫化氢后，沼气进入沼气锅炉燃烧器燃烧，产生的热水作为厌氧反应器的加热热源循环使用，在厌氧反应器中经过生物降解后的沼渣、含有再生后的吸附剂和降解了有机物的絮凝剂，该混合沼渣脱水后大部分返回到混凝吸附反应池中，再次利用于吸附混凝污染物;经过多次循环使用的剩余混凝吸附剂失去其脱除功能后，则经过脱水机脱水后，用沼气燃烧锅炉燃烧尾气，在尾气干燥机中脱水，脱水后的干泥再进入沼气燃烧炉的第二级固废燃烧段焚烧，彻底无害化，干燥脱水的尾气经过尾气洗涤器除味后排放，洗涤水返回到污水处理系统二次处理。
厌氧反应器由污泥干燥机、沼气储存区、固液分离区、循环水出口、内循环泵、循环液进口、循环液分布器、沼渣沉淀区、积渣斗、排渣控制阀门和泥浆泵构成，污泥干燥机由钢质容器构成，内部涂有防腐材料，设备顶部设有沉降分离区，沉降分离区上部为沼气储存区，下部为固液分离区，固液分离区下半部设有内循环水出口，内循环泵的两端分别与内循环水出口和循环液进口相连接，厌氧设备内部设有循环液分布器，厌氧反应器的底部设有沼渣沉淀区和积渣斗，沼渣沉淀区的下部设有排渣控制阀门，积渣斗与泥浆泵相连;本发明所处理的废水污染物的浓度为50-50000毫克/立升，所述的絮凝剂为铝盐，铁盐，硅盐、淀粉基及纤维素基、甲克素基、生物絮凝剂、聚丙烯酸系列、聚丙烯酰胺系列，吸附剂为活性炭、粉煤灰、硅藻土、沸石、大孔树脂或离子交换树脂。混凝吸附反应池可以设计成一级或者多极。沉淀池的数量由混凝吸附池的数量来确定，两者是为对应关系。沉淀池停留时间的设计根据选用的混凝剂和吸附剂性质不同而异，以达到良好的沉淀效果，上清液悬浮固体浓度不超过污水排放标准回用时不超过回用标准为依据。
为了更严格的控制营养元素氮、磷的排放，经过混凝吸附的污水再经过化学沉淀法脱除溶解性的氮磷，根据污水的氮磷含量及存在的状态可以采用复合沉淀法磷酸铵镁法、氧化沉淀法折点氯化除氮同时沉淀磷以及单独沉淀法钙、铝、铁等无机盐。
厌氧反应器产生的沼气从反应器顶部排出后，进入脱硫单元，脱除硫化氢后沼气进入沼气锅炉燃烧器燃烧，产生的热水作为厌氧反应器的加热热源循环使用。采用湿法氢氧化钠脱除硫化氢，产生的硫化钠结晶析出后作为副产品出售，此系统包含在脱硫系统之内。
沼渣脱水后的干燥采用沼气燃烧炉直接燃烧尾气，一方面蒸发了沼渣中的水分，另一方面也吸附了沼气燃烧尾气中的有害物质，然后该沼渣进入沼气燃烧炉第二段焚烧无害化，实现尾气的自净化过程，该部分包括在沼气锅炉燃烧器中。
本发明的有益效果是：本发明可以处理低、中、高浓度污染物的浓度COD从50到50000毫克/立升的无机污染物的废水，特别是对于低、中浓度的废水处理更具有优越性，采用混凝吸附浓缩后厌氧处理的吸附混凝剂体积大大减少，既节省了生化反应器的容积，增加了单位容积的产气量，又减少了沼气的损失量和热损失量。